双主轴车床技术及发展方向分析
2025-5-7 来源： 佛山市名将自动化设备有限公司 作者：向良
摘要：双主轴车床属于非对称数控轴系车床，是当前工业生产中应用最广泛的车床类型。在运行中，双主轴车床的两个主轴可以分别开展不同的程序操作，加工效率比较高。文章先介绍双主轴车床的应用原理及应用意义，然后分析当前社会背景下双主轴车床技术的发展方向，为提高双主轴车床的应用效率，拓宽其应用范围提供有效参考。
关键词：双主轴车床；自动化；发展方向
近年来，随着我国工业的快速发展，人们对车床功能及种类的需求越来越高，推动了我国车床行业的
不断发展。虽然我国的车床生产水平已经有了明显提高，但是从整体上来看，要想达到发达国家的车床生产技术依然需要进行大量的研究。双主轴车床与主轴车床相比，具有应用广泛、生产精度高等优势，是当前我国工业生产中的重要应用技术。基于此，分析双主轴车床的相关技术及其应用现状，研究未来双主轴车床技术的发展方向，对于推动我国工业生产力具有重要意义。
1、双主轴车床概述
双主轴车床作为常见的数控车床，具有应用效率高、生产精度优良等优点，对相关工业生产起着重要
的促进作用。为了进一步提高企业的生产效率，为企业带来更多的竞争优势，满足当前需求市场对产品多样化和高质量化的要求，必须加深对双主轴车床的了解。双主轴车床拥有两个主轴，能够同时进行两种不同形式的生产加工。在实际工业生产中，应用双主轴技术能够完成合作加工、同时加工和顺序交替加工等任务 。
标准的双主轴车床顺着车床的主轴中心线布置，能够保证其在生产加工中高效、稳定、秩序化运行。为了适应各种生产条件，双主轴车床可以灵活调整主轴高度，还可以为主轴配备多种夹具。随着信息技术的不断发展，部分生产领域的双主轴车床已经实现了系统的自动化控制，具有高效的工业生产能力。
2、应用原理及应用意义
双主轴车床的两个主轴共同工作，不同的主轴独立完成不同的生产要求。在具体生产中，一侧主轴负
责车削外圆、内外螺纹、内孔等生产加工工作，另一侧主轴用于倒角、铰孔、钻孔、车削等加工。通过一定的命令规则，可以改变主轴的转动方式，实现双主轴车床中两个主轴的分工或合作转动。双主轴车床主要由床身、主轴系统、刀架系统、液压系统和控制系统等部分组成。车床床身是承担整个车床零部件重量并提供生产安装工作台的重要部件 [2]，床身材料为硬度较高的铸铁等，具有极强的稳定性。主轴系统的零部件包括主轴箱、驱动电机、轴承、主轴主体等。为了满足实际应用中的高精度和高效率生产要求，主轴系统一般为水冷主轴。刀架系统主要由各个方位的刀架和伺服系统组成，是双主轴车床中进行不同种类车刀操作的重要部分，决定着复杂生产零件的加工效率与质量。液压系统和控制系统主要由控制元件和液压零部件组成，是进行液压和控制操作指令的关键系统。双主轴车床在工业生产中具有极强的应用优势。
首先，双主轴车床能够在同一时间处理两种不同的加工工序，进一步提高了生产效率，降低了生产成本。其次，双主轴车床两个主轴的控制系统具有高精度和高运行效率等特征，能够生产与加工复杂的材料。再次，双主轴车床的控制系统为数控系统，具有操作简单、功能多样等优势。最后，双主轴车床在加工中能够有效满足不同形状材料的加工，具有极为广泛的应用范围，目前已经应用于汽车行业的零部件加工、机械制造行业的模具制造、航天航空用品制造、电子光学、仪器仪表、医疗器械、电子通信等方面 [3]。
3、双主轴车床应用现状
3.1 技术创新力度不足
目前，我国的双主轴车床核心技术研发力度不足，一些重要的功能部件及控制系统对国外进口依赖性较强。尽管近年来部分国内生产商已经研发出自己的产品，但是我国双主轴车床的性能仍然与国外存在较大的水平差异。部分制造商通过引进先进技术，并购重组等方式掌握了先进的双主轴车床控制技术，但是在可靠度、生产精度和人性化功能等方面还缺乏一定研究力度，并没有认识到加大双主轴车床技术投入力度的重要性。
3.2 生产工艺管理水平较低
部分国产双主轴车床生产厂家并没有提升车床的整体制造工艺，主要的生产和加工工具仍为传统低效
率模具，设备的装备、调试及运维等工作过于依赖人工，一旦生产工期紧张，就会影响加工质量。在生产管理方面，我国部分生产制造商依旧采用传统的手工记账与管理方式，管理水平较低，对生产周期的控制效率不高。
3.3 不重视双主轴车床售后服务
双主轴车床具有广泛的应用前景，但是国产双主轴车床的市场占有率较低。究其原因是部分双主轴车
床制造商只重视短期利益，没有全方面提高综合服务水平，售后服务较差，无法高效指导用户使用双主轴车床。同时，对生产所需的加工工具等了解不深，不能及时有效解决用户在生产操作中遇到的问题，导致用户失去对国产双主轴车床的信任度。这就要求生产厂商必须充分分析双主轴车床的生产加工类型和加工质量等，并加强设备售后服务，提高售后服务人员的专业化水平，打造良好的国内双主轴车床品牌。
3.4 双主轴车床稳定性不够
近年来，随着社会的不断发展，我国双主轴车床生产应用规模逐渐扩大，其加工质量逐渐提高，对车
床加工的稳定性和安全性要求也越来越高。但是，当前我国双主轴车床在实际应用中的整体工作效率不高，车床稳定性不足，严重制约着机械制造业的发展。
4、双主轴车床发展方向
4.1 生产自动化发展
目前，我国的工业生产已经逐渐向智慧化、智能化的方向发展，加强车床自动化水平的研究成为提高
工业生产效率的重要手段。双主轴机床作为重要的工业生产设备，其自动化水平到广大生产企业的重视。基于此，要想保证双主轴车床的生产应用符合当前工业发展以及我国工业化建设需要，必须进一步提高双主轴车床的生产自动化水平，提高零件生产加工稳定性和加工效率 [4]。例如，为了提升双主轴车床生产稳定性，实现双主轴车床的大批量自动化生产，借助自动化技术实现双主轴车床合理自动上下料。
4.2 车床床身稳定性发展
双主轴车床的床身是生产构件的重要部件，承担着整个车床总质量的 30%，对双主轴车床生产和工作稳定性与高效性有着极其重要的意义。同时，床身本身的强度及其在生产中的振动频率与双主轴车床的加工质量关联性极大。因此，要想推动双主轴车床技术发展，需要优化车床床身稳定性，以提升设备生产质量，减少在产品样品制造中出现的材料消耗等现象，进一步降低生产成本，降低设备维修频率，缩短产品设计和生产周期。在维持一定床身结构组织的前提下，应尽可能减轻床身质量，可以在床身下部安装加筋板，减轻因车床运行产生的振动摩擦，避免床身工作台受到磨损。
4.3 生产精确度发展
和单主轴车床相比，双主轴车床对生产精度控制的要求更高。为了推动车床制造的稳定持续发展，拓
宽双主轴车床应用领域，必须进一步提高双主轴车床的应用精度。我国对数控系统的精度制定了明确的标准，要求车床精度必须达到《数控立式卡盘车床精度检验》（GB/T 9895.1—1999）的标准。但是，在设置双主轴车床时，两个主轴为同一个底座，很难按照标准要求将两个主轴控制在统一直线上，导致零部件精度不能符合预期要求，不利于提高加工效率。近年来，社会生产对双主轴车床零件的生产精度要求越来越高，双主轴车床要想拓宽应用领域，必须采取有效措施提升双主轴车床生产精度。例如，结合双主轴车床的实际运行情况以及主要生产需求改造主轴底座，通过一定的系统运行规则使两个主轴始终处于正确位置，进而提升生产精度。
4.4 生产控制智能化
近年来，人工智能、大数据技术等的飞速发展为双主轴车床生产的柔性化、自动化提供技术支撑。双
主轴车床要想提高应用效率，必须从 4 个方面提高智能化水平。首先，利用智能化技术设备检测双主轴车床生产加工中切削环节、主轴及电机设备的各方面信息，智能识别加工条件，结合人工智能算法识别生产中各个零部件的具体情况，提升生产加工操作对环境条件的适应性。例如，以道具的受力磨损、车床生产加工稳定性等状态作为智能化调整各个生产加工参数的重要依据，保证设备始终处于最佳状态，维持良好的生产运行稳定性。其次，应用智能模型获取双主轴车床的生产加工参数，通过双主轴车床效率，优化车床生产工艺，缩短车床加工时间。再次，对生产故障进行智能化诊断与修复，结合智能化手段快速定位生产故障。最后，对生产过程中出现的故障进行智能记录与回放，复盘车床应用中出现的事故与错误，明确错误产生原因并找出解决方法，提高故障解决效率的同时方便技术人员研究学习解决策略。
4.5 高柔性化发展
高柔性化主要指双主轴车床在生产中对生产加工产品的适应性，能够结合实际生产情况进行参数及生
产模式的调整 [5]。将车床和数控技术相结合，提高车床柔性化已经成为双主轴车床的重要发展方向。双主轴车床的柔性化生产发展方向主要包括两个方面，一方面是建立生产模具，提高车床各方面的生产功能，有效满足用户对多种生产内容的需要 ；另一方面是在车床数控系统中引入群控系统，调整优化生产状况、生产物料和生产信息等，保证车床加工能够有效满足各类生产要求，实现生产加工的柔性化管理目标。此外，当前的双主轴车床生产中一定程度上存在生产效率低下、车床类型多、闲置度高、人工消耗量大等问题。为了提升双主轴车床的柔性化，结合双主轴车床加工生产特点，部分技术专家提出柔性快换工装的方式，以维持车床生产加工精度，降低车床生产磨损率，有效提高生产效率。
4.6 技术不断优化
与国外双主轴车床生产发展相比，当前我国的双主轴车床在生产效率、加工速度与加工质量等方面依
旧存在一定的不足。随着社会的发展，人们对机械加工制造业需求的不断增大，对双主轴车床生产技术及生产水平的要求也越来越高。在此背景下，双主轴车床生产技术要想得到持续优化，必须加强与国外双主轴车床生产技术与理论的沟通，弥补自身在生产制造与管理等方面的不足。目前，我国的车床研发部门已经认识到双主轴车床的应用优势与未来发展潜力，积极采用先进的生产研发技术，并不断进行技术创新，为双主轴车床生产技术与管理模式朝着高水平、高精度方向发展奠定良好的基础。
4.7 绿色环保性
近年来，世界经济发展的同时带来一定程度的能源危机，能源问题已经成为制约生产发展的重大难题。人们对绿色环保的重视度越来越高，研究双主轴车床制造、应用、维护及处理全过程的绿色环保性，是未来双主轴车床广泛发展与应用的重要趋势。实现双主轴车床的环保性能主要从切削工艺、机械制造工艺等方面开展，这要求我国的车床研究中心必须不断研究节能环保型车床，推动未来双主轴车床生产工艺的绿色化，不断提高双主轴车床的市场占有率。
5、结语
目前，我国的双主轴车床技术已经取得了一定进步，在制造业及各类生产与加工企业中具有一定的应用规模。在具体生产中，为了提升国产双主轴车床质量，扩大市场份额，需要不断对其进行技术创新，同时优化生产工艺，提高生产管理水平。在新的社会发展背景下，各类生产和生活对零部件和配件工具的精度有了更高要求。双主轴车床不仅要保持原有的生产优势，还要结合大数据、信息技术等不断提高设备的自动化、智能化水平，优化车床床身的稳定性，提升车床生产精度，实现双主轴车床的高柔性化发展，进一步提高我国制造加工业的生产水平，推动工业生产建设和可持续发展。
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